Warum führt das veränderliche Standardargumentverhalten von Python zu einer unerwarteten Akkumulation?

„Least Astonishment“ und das veränderliche Standardargument

Pythons veränderbares Standardargumentverhalten hat sowohl Anfänger als auch erfahrene Entwickler schon lange verwirrt. Eine Funktion wie foo(a=[]) akkumuliert unerwartet Werte in a über mehrere Aufrufe hinweg, was viele dazu bringt, ihre Begründung in Frage zu stellen.

Um die Wurzel dieses scheinbar fehlerhaften Designs zu verstehen, müssen wir uns mit der Natur von Python-Funktionen befassen als erstklassige Objekte. Wenn eine Funktion definiert ist, wird sie im Wesentlichen als Objekt selbst ausgewertet. Das bedeutet, dass Standardparameter, wie in unserem Beispiel a=[], zu Attributen des Funktionsobjekts werden.

Daher wird beim Aufruf einer Funktion nicht der Standardparameterwert ausgewertet, sondern der Attribut, das auf das Listenobjekt zeigt, das bei der Funktionsdefinition erstellt wurde. Infolgedessen wirken sich alle an der Liste innerhalb der Funktion vorgenommenen Änderungen auf die gemeinsame Referenz aus, was das akkumulierende Verhalten von a erklärt.

Dieser Ansatz steht im Einklang mit der „Least Astonishment“-Philosophie von Python, die Konsistenz und Einhaltung von Objektvorgaben priorisiert. orientierte Prinzipien. So wie sich Instanzvariablen in Klassen im Laufe der Zeit ändern können, können sich auch diese „Mitgliedsdaten“ in Funktionsobjekten ändern.

Dieses Verhalten dient auch einem praktischen Zweck: Es ermöglicht, dass Funktionen einen Zustand haben, der über Aufrufe hinweg bestehen bleibt. Betrachten Sie das folgende Beispiel:

def a():
    print("a executed")
    return []

def b(x=a()):
    x.append(5)
    print(x)

a executed
>>> b()
[5]
>>> b()
[5, 5]

Hier wird der von a() zurückgegebene Wert von allen Aufrufen von b() gemeinsam genutzt, sodass die Liste über mehrere Iterationen hinweg geändert und beibehalten werden kann. Das Binden des Standardarguments bei der Funktionsausführung würde effektiv bei jedem Aufruf von b() eine neue Liste erstellen, was dieses Verhalten unmöglich macht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Pythons veränderbares Standardargumentverhalten zwar zunächst kontraintuitiv erscheinen mag, aber darauf zurückzuführen ist die erstklassige Funktionsnatur der Sprache und entspricht den Prinzipien der objektorientierten Programmierung und Konsistenz.

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